特厚煤层综放开采沿空送巷支护技术研究

特厚煤层综放开采沿空送巷支护技术研究

0沿空送巷支护方式沿着这条河走是一项重要的技术，已经被广泛使用。滴道煤矿立井二采区左四路11层大巷就是沿空送巷,它是在采空区上覆岩层移动基本稳定后,紧贴原废弃巷道,在煤层边缘的煤体内重新掘巷,作为下区段工作面上巷,其支护方式一开始为传统木棚支护,棚距1.0m,巷道掘进断面积8.0m2,使用断面积为4.8m2。巷道掘进过程中,由于受采空区集中压力的作用,矿压显现明显,靠采空区一侧的棚腿断,棚梁折,棚子折损率较高。即使加大架棚密度,试图增强其整体抗压能力,也未能减少棚子的折损率,巷道返修率达10%～25%。后采用矿工钢支护,棚梁也被压弯,造成人、财、物损失,采掘接续也日趋紧张,不能满足安全生产的需要,迫切需要改变沿空送巷支护方式。经过工程技术人员在现场观察,研究岩层性质、构造和矿压显现特点,最后,采用高强树脂锚杆支护技术,对该巷进行了支护试验,取得了显著效果。1沿天空走廊的压力分析1.1煤体边缘压力区l采空区的集中压力总影响范围(包括卸载带宽度)可达35～40m,其中压力区峰值距煤体边缘的距离L1=8～10m(相当于塑性区),沿空送巷处于L1塑性区范围内,见图1。1.2冒落巷道的破坏由于顶板结构面剪切、滑移、变形,处于塑性区内的顶板岩层局部发生离层冒落的原因由现场观测得到,巷道顶板塑性区内的高应力比原岩应力增高1～2倍,其中顶底板移近速度,每天可达10mm以上,有时甚至20～30mm,使用矿工钢支护,棚梁也会发生变形,巷道极难维护。2锚杆加固和锚固方式采用高强预应力锚杆支护技术,具有防止塑性区顶板破裂、岩石滑移,而且锚杆本身具有抗剪、销钉的作用,能有效防止顶板离层、冒落。根据锚杆支护设计依据,采用锚杆挂金属网配托梁的支护结构。为安全起见,在巷道顶板中部每隔3.0m加设1根长6.0m的锚索,该锚索可锚固到顶板坚固岩层中去,以抑制塑性区的发展。(1)锚杆长度。锚杆长度应大于滑动离层顶板的长度,取锚杆长度为2.0m,间排距800mm×800mm。(2)材质为20MnSi,ϕ18mm左旋无纵筋螺纹钢锚杆。(3)每孔选用2个树脂锚固剂,1个为CK2335,另1个为K2335。(4)钢筋托梁长2.4m,宽0.2m,ϕ16mm钢筋,加强筋间距0.2m。(5)托盘250mm×250mm×10mm。(6)安装工具为MOT-90型气动锚杆(锚索)钻机。2.2锚固的基础两帮支护设计采用ϕ18mm×1800mm的螺纹钢树脂锚杆3根,配合菱形金属网,间排距700mm×700mm,每孔仍用2个树脂锚固剂,1个为CK2335,另1个为K2335。锚固力为80kN,足以承受剪切力的破坏作用。支护设计见图2。3原油压力观测从表中的数据可知,顶板和两帮位移基本稳定,顶板没有离层。5掘进效果显改善根据井下现场监测,试验巷道采用螺纹钢树脂锚杆支护比原来的架棚支护有明显改善,主要表现在:(1)彻底改变了前边掘进,后路冒落维修的问题。(2)巷道顶板及两帮整体性好,虽然顶板有一定的下沉量,但仍然保持完整、稳定、支护状态好。(3)锚杆支护后,顶板的安全程度有明显提高。6锚杆支护的优点(1)沿空送巷,改用锚杆支护后,巷道支护质量得到很大改观。(2)巷道经受住动压影响,变形量小,无冒顶、片帮现象发生。(3)采用树脂锚杆支护,承载快、锚固力大、位移少和可靠性强,锚杆锚固力可达80kN。(4)锚杆挂网配合钢筋托梁作用,使锚杆受力状态得以协调平衡,发挥了锚杆群共同承载作用,能与围岩一起作用来提高围岩承载能力,主动进行支护,有效抑制了围岩的变形。(5)采用锚杆支护后,锚固范围内岩体的整体性得到加强,防止了顶板滑移,使顶板的松动离层受到抑制。(6)确定锚杆长度和间排距是支护的关键。(7)采用架棚支护断面为8.0m2,加之顶板破碎下沉,巷道返修,既危险,劳动强度又大。采用锚杆支护,工序简单,施工容易,在同样情况下,相对减少了巷道断面,从而降低了劳动强度,减少巷道维修量。(8)采用锚杆支护后,可提高单进,月进度由原来的80m提高到150m。(9)与同规格架铁棚巷道比,每米节约材料费700元,综合经济效益显著。7巷道围岩变形滴道煤矿在二采左四路11层沿空送巷支护试验成功后,又将这一技术扩展到全矿,沿空送巷采用高强树脂锚杆支护